Alors que les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique continuent d'augmenter, l'océan joue un rôle crucial en aidant à réduire le plein impact du changement climatique basé sur l'homme en absorbant environ un quart du dioxyde de carbone émis par l'activité humaine.
Cependant, cette adoption est loin d'être uniforme dans l'océan mondial. Un nouveau produit par satellite peut désormais cartographier le puits de carbone de l'océan à une résolution sans précédent, offrant des informations uniques sur cette composante très variable et complexe du système climatique de la Terre.
L'océan mondial a jusqu'à présent agi comme un frein sur le changement climatique, ayant absorbé environ 90% de l'excès de chaleur et environ 25% du dioxyde de carbone qui a été libéré dans l'atmosphère par des activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles.
Bien que l'évier océanique du dioxyde de carbone induit par l'homme réduit le réchauffement climatique, il existe des conséquences biogéochimiques importantes. Cette absorption entraîne une réduction du pH de l'eau de mer et modifie la chimie du carbonate de l'océan. Ces changements dans la chimie des océans, souvent appelés collectivement l'acidification des océans, ont un impact sur les organismes marins et modifient les écosystèmes marins.
Avec la santé de nos océans en jeu – et des conséquences profondes pour toute la planète – il est crucial de comprendre les complexités et la variabilité significative inhérente aux processus de puits de carbone océanique.
Bien que les scientifiques aient fait des progrès significatifs dans la compréhension de la façon dont le puits de carbone océanique mondial change au cours des saisons et des décennies, sa variabilité à court terme n'est toujours pas bien comprise.
La plupart des ensembles de données mondiaux actuellement utilisés pour étudier le puits de carbone océanique ne fournissent que des données mensuelles et ont une résolution d'environ 100 kilomètres de 100. Cette résolution temporelle et spatiale limitée rend difficile la capture des changements plus fins et plus dynamiques régissant l'évier de l'océan.
Nicolas Gruber, de l'Université ETH Zurich en Suisse, a déclaré: « Augmenter la résolution de ces ensembles de données mondiaux est difficile car le nombre de mesures directes du dioxyde de carbone à la surface de l'océan est plutôt rare dans toutes les régions et toutes les temps.
« Pour y remédier, nous avons proposé un mélange créatif de méthodes d'apprentissage automatique pour développer une nouvelle version de notre produit Oceansoda-ETHZ – un ensemble de données mondial et grillé de dioxyde de carbone océanique de surface et le système de carbonate océanique, conçu pour étudier le puits de carbone océanique et l'acidification de l'océan sur les échelles de temps saisonnières à décadieuses.
« Cette nouvelle version correspond aux paramètres du système de carbone océan tous les huit jours à une résolution d'environ 25 kilomètres sur 25, plus de 30 fois plus fin que les produits précédents. Une partie critique de l'approche est l'utilisation de données satellites, qui fournit des informations détaillées pour interpoler les mesures dans le temps et l'espace. »
Ce résultat a été visualisé dans l'animation ci-dessus, qui montre des différences dans l'échange de dioxyde de carbone entre l'air et la mer sur une période englobant de nombreux ouragans dans l'océan Atlantique.
Les régions en bleu indiquent l'absorption de dioxyde de carbone par l'océan, tandis que les régions en rouge sont l'endroit où le dioxyde de carbone est libéré dans l'atmosphère. Les flèches représentent des vents à la surface de l'océan.
Au Symposium sur la planète vivante de l'ESA cette semaine, les scientifiques ont appris comment ce nouveau produit haute résolution peut également révéler les effets des événements de courte durée mais puissants dans l'océan.
Le professeur Jamie Shutler, du département de sciences de la Terre et de l'Environnement de l'Université d'Exeter, a déclaré: « Grâce à ses détails fins, l'ensemble de données peut nous aider à séparer et à comprendre l'influence des événements comme les ouragans – où les eaux profondes, souvent élevées en carbone, peuvent être forcées de monter à la surface – qui peuvent provoquer des pointes soudaines ou des changements de dioxyde de carbone de surface de l'océan. »
En capturant ces changements à petite échelle, le produit ouvre de nouvelles opportunités pour étudier comment l'océan absorbe le carbone et comment ce processus pourrait changer à l'avenir dans le contexte du changement climatique.
ESA Earth Observation Ocean Scientist, Roberto Sabia, a déclaré: « Le fait que nous pouvons utiliser cette méthode pour obtenir de nouvelles informations sur l'échange de dioxyde de carbone entre l'océan et l'atmosphère – et sur l'acidification océanique complètement – est un grand pas en avant dans l'océan Science. Nous remercions l'équipe pour tout leur travail dur et nous attendons avec impatience de nouvelles découvertes. »
